CN110261468A - 用于管道内壁的磁粉探伤设备及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于管道内壁的磁粉探伤设备及其检测方法，涉及无损检测的技术领域，其技术方案要点是设置了喷淋装置以及观测装置，当夹板一和夹持件将管道固定之后，喷淋装置能够伸入到管道内部喷淋磁粉悬浊液，观测装置能够伸入到管道内部进行观测。本发明利用能够伸入到管道内的喷淋装置以及观测装置，实现了对管道内壁进行磁粉探伤的效果。

Description

用于管道内壁的磁粉探伤设备及其检测方法

技术领域

本发明涉及磁粉探伤的技术领域，尤其是涉及一种用于管道内壁的磁粉探伤设备及其检测方法。

背景技术

磁粉探伤利用工件缺陷处的漏磁场与磁粉的相互作用，它利用了钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。

磁粉检测的操作流程依次包括装夹工件、喷涂磁粉悬浊液、为工件充磁、观测磁粉的分布状态以及卸载工件。磁粉检测具有工人操作简单、设备结构简单、不需要灵敏的传感器，成本相对较低，检测结果可以直接观测的优点。

对管道进行检测时，不仅要检测外壁，还要检测内壁。而且由于管道的内壁是承载流体的表面，所以管道内壁的质量要求更高。但是，通常使用的检测管道外壁的磁粉检测在管道内的操作极为不便，主要体现在不便观测以及不便喷涂磁粉悬浊液。在现有技术中，虽然能够通过射线检测以及涡流检测对管道内壁进行无损检测，但是射线检测与涡流检测也有各自的缺点。传统的射线检测方法为射线胶片照相法，但是存在工序多、周期长、探测效率低、消耗成本高的缺点，虽然数字射线成像技术克服了传统的射线检测存在的问题，但是设备成本较高。传统的涡流检测方法存在探测信号易受磁导率、电导率、工件的几何形状以及探头与工件位置等因素影响。虽然改进的涡流检测方法可以解决传统的涡流检测中存在的问题，但是存在探头长度过程、检测线圈信号幅值低、信号的提取和处理难以及激励电流频率低限制扫描速度的缺点，同时，采用涡流检测时无法直接观测。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于管道内壁的磁粉探伤设备，其利用能够伸入到管道内的喷淋装置以及观测装置，实现了对管道内壁进行磁粉探伤的效果。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于管道内壁的磁粉探伤设备，包括滑轨、与滑轨滑动连接充磁装置以及驱使充磁装置沿滑轨移动的驱动机构一，还包括用于夹持管道的夹板一与夹持件，夹持件包括夹板二，夹板一与夹板二平行且分置于充磁装置的移动方向的两侧，

夹板一固定设置；滑轨上还设置有固定的活动箱；夹持件与活动箱滑动连接，夹持件开设有平行于滑轨的通孔一与通孔二；活动箱内设置有驱使夹持件在朝向夹板一的方向上往复运动的驱动机构二；

还包括能够在平面内进行360°喷淋的喷淋装置，喷淋装置包括刚性管，刚性管贯穿通孔一并伸出到活动箱外，刚性管的两端分别联通有旋转喷头和柔性管，旋转喷头位于夹板一与夹持件之间，还包括储存磁粉悬浊液的储水槽以及泵体，泵体联通于柔性管与储水槽之间；

还包括能够在平面内进行360°观测的观测装置，观测装置包括把持杆，把持杆贯穿通孔二并伸出到活动箱外，在把持杆的一端安装有摄像头以及灯源，摄像头与灯源位于夹板一与夹持件之间。

通过采用上述技术方案，夹板一与夹板二将夹持管道之后，喷淋装置可以伸入到管道内部对管道的内壁喷淋磁粉悬浊液，同样观测装置可以伸入到管道的内部进行观测，最终实现对管道内壁进行磁粉探伤。

本发明进一步设置为：所述夹持件开设有沉孔，沉孔位于所述夹持件朝向所述夹持板一的一端并且与所述通孔二同轴设置，沉孔具有能够同时容纳所述摄像头与所述灯源的尺寸。

通过采用上述技术方案，当喷淋装置对管道的内壁进行喷淋时，摄像头和灯源可以藏入沉孔中，避免磁粉悬浊液直接喷到摄像头和灯源上影响观测效果。

本发明进一步设置为：所述把持杆的一端连接有能够将所述沉孔遮盖住的挡板，挡板位于夹板一与夹持件之间。

通过采用上述技术方案，挡板将沉孔遮挡住之后能够彻底避免磁粉悬浊液沾到摄像头和灯源上。

本发明进一步设置为：所述把持杆沿其长度方向标有刻度线。

通过采用上述技术方案，在管道内找到缺陷之后，根据把持杆移动前后的位置所对应的刻度，可以知道摄像头在管道内移动了多长的距离，在管道拆卸之后可以根据距离快速的找多缺陷所在的位置。

本发明进一步设置为：所述活动箱上标有角度线，角度线环绕所述把持杆设置。

通过采用上述技术方案，在管道内找到缺陷之后，根据把持杆转动前后所对应的刻度，可以知道摄像头在管道内观测到缺陷时转动了多少角度，在管道拆卸之后可以根据角度快速的找多缺陷所在的位置。

本发明进一步设置为：当所述挡板与所述夹持件相抵时，所述活动箱对准所述刻度线的零刻度。

通过采用上述技术方案，使每一次检测时把持杆都有相同的起始位置，简化了记录数据的流程。

本发明进一步设置为：所述通孔一位于所述夹持件的中央。

通过采用上述技术方案，旋转喷头能够均匀的将磁粉悬浊液喷淋到管道的内壁。

本发明进一步设置为：所述通孔一的孔径与所述刚性管的外径一致。

通过采用上述技术方案，保证了刚性管在通孔一内移动时的稳定性。

本发明的目的之二在于提供一种用于管道内壁的磁粉探伤的检测方法，包括以下步骤：

S1：清洗管道的内壁并烘干；

S2：将管道以平行滑轨的姿态置于夹持板一与夹持件之间，利用驱动机构二驱动夹持件向夹持板一移动，直至夹持件与夹板一将管道夹持住；

S3：将摄像头与灯源置于沉孔中并将挡板与夹持件相抵，用泵体泵送磁粉悬浊液，使磁粉悬浊液从旋转喷头喷出，在旋转喷头喷出磁粉悬浊液的同时将移动刚性管使旋转喷头逐渐向夹板一移动，直至管道的内壁均沾有磁粉悬浊液；

S4：用驱动机构一驱使充磁装置移动对管道进行充磁；

S5：转动把持杆使刻度线朝上，在管道的顶端画一条平行于刻度线的线条；

S6：开启摄像头与灯源，将摄像头与灯源向夹板一移动，同时旋转把持杆，利用摄像头对管道的内壁进行拍摄，在拍摄过程中对与有缺陷的位置记录刻度线以及角度线的数据，直至将管道内壁全部观测完成；

S7：用驱动机构一驱使充磁装置移动对管道进行退磁；

S8：使驱动机构二驱使夹持件向背离夹板一的一侧移动并将管道移走；

S9：清洗管道内壁并烘干。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.喷淋装置可以伸入到管道内喷淋磁粉悬浊液，观测装置可以伸入到管道内进行观测，最终实现对管道内壁的磁粉探伤；

2.通过设置沉孔以及挡板，摄像头和灯源可以藏入沉孔中，挡板将沉孔遮挡住之后能够彻底避免磁粉悬浊液沾到摄像头和灯源上；

3.通过设置刻度线以及角度线，根据记录的刻度线以及角度线的数据，在拆下管道后可以快速且准确的找到缺陷所在位置。

附图说明

图1是用于管道内壁的侧分探伤设备的等轴测视图1；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是用于管道内壁的侧分探伤设备的等轴测视图2；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是驱动机构一的运动机构简图；

图6是驱动机构二的结构示意图；

图7是用于管道内壁的侧分探伤设备的局部结构示意图。

图中，1、机柜；2、底座；21、储水槽；22、滑轨；3、活动箱；31、通道；4、充磁装置；51、夹板一；52、夹持件；521、夹板二；522、支撑柱；523、通孔一；524、通孔二；525、沉孔；61、驱动机构一；611、电机一；612、减速齿轮组；613、丝杠；62、驱动机构二；621、电机二；622、减速器；623、齿轮；624、齿条；71、刚性管；72、旋转喷头；73、柔性管；74、泵体；81、把持杆；811、刻度线；812、角度线；82、摄像头；83、灯源；84、挡板；9、控制模块；10、显示器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

参照图1，本发明公开了一种用于管道内壁的磁粉探伤设备，包括焊接相连的机柜1以及底座2。机柜1的顶端高于底座2的顶端。在底座2的上表面设置有储水槽21，储水槽21内注有磁粉悬浊液。

在底座2的上表面通过螺栓固定有两条平行相对的滑轨22，两条滑轨22分别位于储水槽21的槽口的两侧。滑轨22的一端指向机柜1。

滑轨22上设置有位置固定的活动箱3。活动箱3在滑轨22背离机柜1的一端与底座2焊接相连。在活动箱3与机柜1之间设置有充磁装置4。充磁装置4包括与滑轨22滑动连接的壳体以及容装于壳体内的线圈。壳体设置有供金属管穿过的圆形空间。

参照图1和图5，在机柜1内部设置有驱使充磁装置4沿往复移动的驱动机构一61，还设置有控制模块9。控制模块9下方设置有焊接在机柜1内部的水平的隔板，控制模块9安置在隔板上，通过隔板将控制模块9与驱动机构一61分隔。控制模块9与线圈电连接，控制模块9能够为线圈提供交流电，交流电流经线圈之后会产生磁场。在磁场影响下的金属件能够被充磁，同样也能够被退磁。

驱动机构一61包括容装于机柜1内的电机一611以及减速齿轮623组612。电机与控制模块9电连接，电机一611驱动减速齿轮623组612运转，减速齿轮623组612的输出端连接有一根平行于滑轨22的丝杠613，丝杠613贯穿机柜1并朝向活动箱3伸出，丝杠613与机柜1以及活动箱3回转连接。同时丝杠613还贯穿充磁装置4的壳体并与壳体相配合，当丝杠613转动时，将驱使壳体沿丝杠613的轴线移动。

参照图1、图3和图6在机柜1与活动箱3的相对表面上分别设置有夹板一51以及夹持件52。夹板一51与机柜1焊接相连，夹板一51的法线平行于滑轨22。夹持件52包括夹板二521以及支撑柱522，夹板二521与夹板一51相平行且大小一致，夹板二521与夹板一51的中心水平相对。支撑柱522为正六棱柱，支撑柱522的轴线垂直于夹板二521，支撑柱522位于夹板二521背离夹板一51的一侧，支撑柱522与夹板二521一体成型。活动箱3设置有与支撑柱522滑动连接通道31，夹持件52的滑动方向与支撑柱522的轴线方向一致。

在活动箱3的内部还设置有驱使夹持件52沿通道31往复运动的驱动机构二62。驱动机构二62包括固定于活动箱3内的电机二621以及减速器622，还包括相啮合的齿轮623与齿条624。齿条624固定在支撑柱522的下表面，并且齿条624沿支撑柱522的轴线方向设置，通道31留有供齿条624穿过的空间。齿轮623回转设置于夹持件52的下方。减速器622传动连接与电机二621与齿轮623之间。电机二621运转将通过减速器622带动齿轮623转动，齿轮623转动后将驱动齿条624，最终实现夹持件52在通道31内的移动。

夹持件52移动之后，夹板一51与夹板二521能够夹持管道。管道的两端与夹板一51与夹板二521相抵，管道同时需要穿过充磁装置4的壳体的圆形空间。而当管道吧内固定之后，由驱动机构一61驱使充磁装置4在滑轨22上移动，同时充磁装置4的线圈通交流电之后将会给金属圆管充磁。

参照图1、图4、图6和图7，夹持件52还开设有通孔一523、通孔二524以及沉孔525。

通孔一523平行于滑轨22设置并且贯通夹板二521的中央。通孔一523内设置有刚性管71，刚性管71的管径与通孔一523的孔径一致。刚性管71贯穿活动箱3而出。在刚性管71的两端分别安装有旋转喷头72以及柔性管73，旋转喷头72位于夹板一51与夹板二521之间。柔性管73的另一端连接有泵体74，泵体74的另一端与储水池相连通。泵体74下方设置有支撑架，泵体74固定在支撑架的上表面。结合图5，泵体74与控制模块9电连接，泵体74能够将储水池内的磁粉悬浊液经柔性管73以及刚性管71泵送至旋转喷头72。磁粉悬浊液从旋转喷头72喷出之后将驱使旋转喷头72旋转，进而实现在平面内360°喷淋。当夹板一51与夹板二521夹持管道之后，工人把持刚性管71并将刚性管71向夹持板移动将能够对管道的内壁喷淋磁粉悬浊液。

通孔二524平行通孔一523设置。沉孔525与通孔二524同轴设置并且开设与夹板二521朝向夹板一51的表面。通孔二524内设置有把持杆81，把持杆81贯穿活动箱3而出。在把持杆81靠近夹板一51的一端焊接有挡板84，挡板84与把持杆81同轴设置。挡板84具有能够将沉孔525完全遮挡的尺寸。在把持杆81靠近夹板一51的一端的杆体上安装有摄像头82以及灯源83，摄像头82与灯源83能够同时藏于沉孔525中。摄像头82和灯源83均与控制模块9电连接，控制模块9记录摄像头82拍摄的内容。结合图1，控制模块9还电连接有显示器10，显示器10将摄像头82拍摄的内容实时显示。显示器10安装在机柜1朝向活动箱3的表面上并位于夹板一51的上方。当在管道内喷淋完磁粉悬浊液之后，工人手握把持杆81并将把持杆81向夹板一51移动将能够对管道的内壁的情况进行观测和记录。

参见图2和图4，在把持杆81的杆体上还标有刻度线811，刻度线811沿把持杆81的长度方向设置。当挡板84与夹板二521相抵且夹板二521与活动箱3的外壁相抵时，活动箱3的外表面正好与刻度线811的零刻度对齐。在活动箱3的外壁上还标有角度线812，角度线812绕把持杆81设置。移动把持杆81之前在管道的顶端画一条平行于刻度线811的直线作为参考的基准，在移动把持杆81的过程中并观测到管道内壁的缺陷时，可以根据刻度线811以及角度线812的示数确定缺陷在管道内的位置。对刻度线811以及角度线812的数据进行记录能够在管道拆下之后快速的找到缺陷的位置。

实施例2

一种如实施例1中所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备的检测方法，包括一下步骤：

S1：清洗管道的内壁并烘干；

S2：将管道以平行滑轨22的姿态置于夹持板一与夹持件52之间，利用驱动机构二62驱动夹持件52向夹持板一移动，直至夹持件52与夹板一51将管道夹持住；

S3：将摄像头82与灯源83置于沉孔525中并将挡板84与夹持件52相抵，用泵体74泵送磁粉悬浊液，使磁粉悬浊液从旋转喷头72喷出，在旋转喷头72喷出磁粉悬浊液的同时将移动刚性管71使旋转喷头72逐渐向夹板一51移动，直至管道的内壁均沾有磁粉悬浊液；

S4：用驱动机构一61驱使充磁装置4移动对管道进行充磁；

S5：转动把持杆81使刻度线811朝上，在管道的顶端画一条平行于刻度线811的线条；

S6：开启摄像头82与灯源83，将摄像头82与灯源83向夹板一51移动，同时旋转把持杆81，利用摄像头82对管道的内壁进行拍摄，在拍摄过程中对与有缺陷的位置记录刻度线811以及角度线812的数据，直至将管道内壁全部观测完成；

S7：用驱动机构一61驱使充磁装置4移动对管道进行退磁；

S8：使驱动机构二62驱使夹持件52向背离夹板一51的一侧移动并将管道移走；

S9：清洗管道内壁并烘干。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于管道内壁的磁粉探伤设备，包括滑轨(22)、与滑轨(22)滑动连接充磁装置(4)以及驱使充磁装置(4)沿滑轨(22)移动的驱动机构一(61)，还包括用于夹持管道的夹板一(51)与夹持件(52)，夹持件(52)包括夹板二(521)，夹板一(51)与夹板二(521)平行且分置于充磁装置(4)的移动方向的两侧，其特征在于：

夹板一(51)固定设置；滑轨(22)上还设置有固定的活动箱(3)；夹持件(52)与活动箱(3)滑动连接，夹持件(52)开设有平行于滑轨(22)的通孔一(523)与通孔二(524)；活动箱(3)内设置有驱使夹持件(52)在朝向夹板一(51)的方向上往复运动的驱动机构二(62)；

还包括能够在平面内进行360°喷淋的喷淋装置，喷淋装置包括刚性管(71)，刚性管(71)贯穿通孔一(523)并伸出到活动箱(3)外，刚性管(71)的两端分别联通有旋转喷头(72)和柔性管(73)，旋转喷头(72)位于夹板一(51)与夹持件(52)之间，还包括储存磁粉悬浊液的储水槽(21)以及泵体(74)，泵体(74)联通于柔性管(73)与储水槽(21)之间；

还包括能够在平面内进行360°观测的观测装置，观测装置包括把持杆(81)，把持杆(81)贯穿通孔二(524)并伸出到活动箱(3)外，在把持杆(81)的一端安装有摄像头(82)以及灯源(83)，摄像头(82)与灯源(83)位于夹板一(51)与夹持件(52)之间。

2.根据权利要求1所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备，其特征在于：所述夹持件(52)开设有沉孔(525)，沉孔(525)位于所述夹持件(52)朝向所述夹持板一的一端并且与所述通孔二(524)同轴设置，沉孔(525)具有能够同时容纳所述摄像头(82)与所述灯源(83)的尺寸。

3.根据权利要求2所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备，其特征在于：所述把持杆(81)的一端连接有能够将所述沉孔(525)遮盖住的挡板(84)，挡板(84)位于夹板一(51)与夹持件(52)之间。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备，其特征在于：所述把持杆(81)沿其长度方向标有刻度线(811)。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备，其特征在于：所述活动箱(3)上标有角度线(812)，角度线(812)环绕所述把持杆(81)设置。

6.根据权利要求4所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备，其特征在于：当所述挡板(84)与所述夹持件(52)相抵时，所述活动箱(3)对准所述刻度线(811)的零刻度。

7.根据权利要求1所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备，其特征在于：所述通孔一(523)位于所述夹持件(52)的中央。

8.根据权利要求1所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备，其特征在于：所述通孔一(523)的孔径与所述刚性管(71)的外径一致。

9.一种如权利要求1至8中任意一项所述的用于管道内壁的磁粉探伤设备的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：清洗管道的内壁并烘干；

S2：将管道以平行滑轨(22)的姿态置于夹持板一与夹持件(52)之间，利用驱动机构二(62)驱动夹持件(52)向夹持板一移动，直至夹持件(52)与夹板一(51)将管道夹持住；

S3：将摄像头(82)与灯源(83)置于沉孔(525)中并将挡板(84)与夹持件(52)相抵，用泵体(74)泵送磁粉悬浊液，使磁粉悬浊液从旋转喷头(72)喷出，在旋转喷头(72)喷出磁粉悬浊液的同时将移动刚性管(71)使旋转喷头(72)逐渐向夹板一(51)移动，直至管道的内壁均沾有磁粉悬浊液；

S4：用驱动机构一(61)驱使充磁装置(4)移动对管道进行充磁；

S5：转动把持杆(81)使刻度线(811)朝上，在管道的顶端画一条平行于刻度线(811)的线条；

S6：开启摄像头(82)与灯源(83)，将摄像头(82)与灯源(83)向夹板一(51)移动，同时旋转把持杆(81)，利用摄像头(82)对管道的内壁进行拍摄，在拍摄过程中对与有缺陷的位置记录刻度线(811)以及角度线(812)的数据，直至将管道内壁全部观测完成；

S7：用驱动机构一(61)驱使充磁装置(4)移动对管道进行退磁；

S8：使驱动机构二(62)驱使夹持件(52)向背离夹板一(51)的一侧移动并将管道移走；

S9：清洗管道内壁并烘干。